Chapter 7: Printers and Scanners

1. Chapter 7: Printers and Scanners IT Essentials: PC Hardware and Software v4.0

2. Chapter 7 Objectives • 7.1 Опис видів принтерів • 7.2 Опис інсталяцій і конфігурацій для принтерів • 7.3 Опис видів сканерів • 7.4 Опис інсталяцій і конфігурацій для сканерів • 7.5 Методи профілактики для принтерів і сканерів • 7.6 Ремонт принтерів і сканерів

3. Introduction • Принтери виробляють паперові копії електронних файлів. • Роздруки комп'ютерних документів залишаються важливими сьогодні. • Сканеридозволяють користувачам перетворювати паперові документи на електронні файли.

4. Види принтерів • Комп'ютерні спеціалісти повинні знати, як купити, ремонтувати та зберігати принтери. • Клієнт запрошує техніка для: • Вибору принтер • Інсталяції та конфігурування принтера • Ремонту принтера

5. Printers: Продуктивність і швидкість Принтери, що використовуються зараз: • Laser printers використовуютьелектрофотографічну технологію (electrophotographic technology) • Inkjet printersтехнологія електростатичного розпилення (electrostatic spray technology) • Dot matrix printersпринтери ударної дії (impact technology) • Швидкість принтерів вимірюється вpages per minute (ppm): • Inkjet Printer 2 - 6 ppm • Laser Printer 8 - 200 ppm • Вартість принтерів залежить від продуктивностіта швидкості

6. Printers: Колір та якість • Вибір між чорно-білим принтером і кольоровим принтером, залежить від потреб клієнтів. • Кольори в таких пристроях, як телевізори та комп'ютерні монітори формуються шляхом змішування в різних пропорціях трьох первинних кольорів RGB (Red, Green, Blue), але такі засоби відтворення кольору, як друковані видання працюють на поглинання одних довжин хвиль і відображення інших. • Три первинних кольори RGB при змішуванні створюють білий колір, а три первинні кольори CMY при змішуванні створюють чорний колір. Оскільки реальні чорнила не створюють чистих кольорів, то до цих трьох кольорів додається окремо чорний колір (К) і модель називається CMYK (CMYK: Cyan, Magenta, Yellow, Key color).

7. Printers: Колір та якість • Принтер виробляє кольори за допомогою субтрактивного (subtractive)змішування. • Око бачить колір, який формується в результаті поєднання кольорів на папері. Якість вимірюєтьсявdots per inch (dpi). • Чим більшеdpi, тим вище розділювальна здатність

8. Printers: Колір та якість Dpi - Dots Per Inch = точок на дюйм - міра роздільної здатності монітора / принтер / сканер і т.д. Дюйм - одиниця довжини рівна 2,541 см. Застосовується для вказівки роздільної здатності плоского носія. Вимірюється числом пікселів, що доводяться на лінійний дюйм поверхні. Наприклад, позначення 600 × 300 dpi для принтера означає, що його роздільна здатність дорівнює 600 пікселів по горизонталі і 300 точок по вертикалі на 1 дюйм. Коли говорять про роздільнувальну здатность цифрового зображення або розмір цифрового зображення, мають на увазі кількість пікселів по довжині і висоті зображення. Як правило, чим більше пікселів міститься в зображенні, тим більшого розміру і більш якісно її можна надрукувати на принтері або відобразити на моніторі.

9. Printers: Надійність і економічність • Фактори надійності включають в себе: • Гарантія • Планове обслуговування (Scheduled servicing) • Середнє напрацювання на відмову (Mean time between failures - MTBF) • Повні витрати власника (Total Cost of Ownership - TCO) включають: • первісна ціна купівлі; вартість витратних матеріалів, таких як папір і чорнила (тонер); ціна за сторінку; витрати на технічне обслуговування; витрати на гарантійне обслуговування.

10. Printer to Computer Interfaces Для доступу до принтера, комп'ютер повинен мати інтерфейс з ним. Нижче наводиться загальний інтерфейс типу: • Послідовна передача даних - це переміщення окремих бітів інформації в одному циклі (Serial). • Паралельна передача даних швидше послідовної. Паралельна передача даних - це переміщення декількох бітів інформації в одному циклі (Parallel). • Small Computer System Interface (SCSI), “scuzzy” – “сказі” при передачі даних використовується технологія паралельного зв'язку. • Universal Serial Bus (USB) є найбільш поширеним інтерфейсом для принтерів та інших пристроїв.

11. More Interface Types • Firewire(i.LINK or IEEE 1394)- високошвидкісна шина зв'язку, не залежна від платформи (hot-swappable). • Ethernet- підключення принтера до мережі вимагає кабельного з'єднання, сумісного як з існуючою мережею, так і з мережним портом, встановленим на принтері. • Бездротові технології (Wireless): • Infrared(IrDA -Infrared Direct Access) – технології інфрачервоного зв’язку. Швидкість передачі даних становить у випадку з комп'ютерними ІЧ-портами може досягти 4 Мбіт/с(12 ft - 3.7 m). • Bluetooth - реалізація зв'язку ближнього дії використовує неліцензовані радіочастоти. Bluetooth забезпечує швидкість передачі даних до 721 Кбіт/с в радіусі до 10 - 20 метрів (100 метрів - між USB адаптерами) в залежності від чіпсета і потужності.

12. More Interface Types • Бездротові технології (Wireless): • Wi-Fi (Wireless Fidelity), або стандарт 802.11, використовується для організації бездротових комп'ютерних мереж і точок високошвидкісного доступу в Інтернет. Швидкість передачі даних в мережах Wi-Fi досягає 54 Мбіт/с.Стандарт 802.11b забезпечує швидкість передачі даних 11 Мбіт / с. Стандарт 802.11g забезпечує швидкість передачі даних 54 Мбіт / с. Продукти 802.11g є назад сумісними з версією 802.11b.

13. Laser Printers • Лазерний принтер - це високоякісний швидкодіючий пристрій, у якому для створення зображення використовується лазерний промінь. • Основні компоненти, що містяться в лазерному принтері: • Toner cartridge • Laser scanner • High-voltage power supply • Paper transport mechanism • Transfer corona • Fuser assembly • Control circuitry • Ozone filter

14. Laser Printers • Використовуються два основних способи попереднього (первинного) заряду поверхні фотоціліндра: • за допомогою тонкого дроту або сітки, званої «коронуючих проводом». Висока напруга, що подається на провід, призводить до виникнення світної іонізованої області довкола нього, яка називається короною, і додає барабану необхідний статичний заряд; • за допомогою попередньо зарядженого гумового валу (PCR - Primary Charge Roller).

15. Laser Printers • У ньому був використаний електрографічнийпринцип створення зображень - такий же, як у копіювальних апаратах. Різниця полягала в способі експонування: в копіювальних апаратах воно відбувається за допомогою лампи, а в лазерних принтерах світло лампи замінив проміньлазера. • Серцем лазерного принтера є фотопровідний циліндр (Organic Photo Conductor), який часто називають друкуючим фотобарабаном або просто барабаном. З його допомогою виробляється перенесення зображення на папір. Фотобарабан являє собою металевий циліндр, покритий тонкою плівкою фоточутливого напівпровідника. Поверхня такого циліндра можна заряжатися позитивним чи негативним зарядом, який зберігається до тих пір, поки барабан не освітлений. Якщо яку-небудь частина барабана експонувати, покриття здобуває провідність і заряд стікає з освітленої ділянки, утворюючи незаряджену зону. Це ключовий момент в розумінні принципу роботи лазерного принтера.

16. Laser Printers • Іншою важливою частиною принтера є лазер і оптико-механічна система дзеркал та лінз, що переміщає промінь лазера по поверхні барабана. Малогабаритний лазер генерує дуже тонкий світловий промінь. Відбиваючись від обертових дзеркал (зазвичай чотиригранної або шестигранної форми), цей промінь засвічує поверхню фотобарабана, знімаючи її заряд у точці експонування. • Для отримання точкового зображення лазер включається і вимикається за допомогою керуючого мікроконтролера. Обертове дзеркало розвертає промінь у вигляді рядка прихованого зображення на поверхні фотобарабана. • Після формування рядка спеціальний кроковий двигун повертає барабан для формування наступного. Цей зсув відповідає роздільній здатності принтера по вертикалі та складає 1/600 або 1/1200 дюйма. Процес утворення прихованого зображення на барабані нагадує формування растру на екрані телевізійного монітора.

17. Laser Printers

18. У типовому картриджі можна виділити два основних відділення: відділення для відпрацьованого тонера і тонерний відсік.

19. Основні конструктивні елементи відділення для відпрацьованого тонера • Фотобарабан (Organic Photo Conductor (OPC) Drum). Являє собою алюмінієвий циліндр, покритий органічним світлочутливим і фотопровідний матеріалом (зазвичай оксидом цинку), який здатний зберігати образ, що наноситься лазерним променем. • Вал первинного заряду (Primary Charge Roller (PCR)). Забезпечує рівномірний негативний заряд барабана. Виконаний з струмопровідної гумової або поролонової основи, нанесеної на металевий вал. • «Вайпер», чистяче лезо (Wiper Blade, Cleaning Blade). Очищує барабан від залишків тонера, який не був перенесений на папір. Конструктивно виконаний у вигляді металевого каркасу (stamping) з поліуретанової пластиною (blade) на кінці. • Лезо очищення (Recovery Blade). Перекриває область між барабаном і бункером для відпрацьованого тонера. Recovery Blade пропускає тонер, що залишився на барабані, всередину бункера і не дає йому висипатися у зворотному напрямку (з бункера на папір).

20. Основні конструктивні елементи тонерних відсіку • Магнітний вал (Magnetic Developer Roller, Mag Roller, Developer Roller). Являє собою металеву трубку, всередині якої знаходиться нерухомий магнітний сердечник. До магнітного валу притягується тонер, який, перед подачею на барабан, набуває негативний заряд під дією постійного або змінного напруги. • «Доктор» (Doctor Blade, Metering Blade). Забезпечує рівномірний розподіл тонкого шару тонера на магнітному валі. Конструктивно виконаний у вигляді металевого каркасу (stamping) з гнучкою пластиною (blade) на кінці.  • Ущільнююче лезо магнітного валу (Mag Roller Sealing Blade). Тонка пластина, аналогічна за функціями Recovery Blade. Перекриває область між магнітним валом і відсіком подачі тонера. Mag Roller Sealing Blade пропускає тонер, що залишився на магнітному валі, всередину відсіку, запобігаючи витік тонера в зворотному напрямку. • Бункер для тонера (Toner Reservoir). Всередині нього знаходиться «робочий» тонер, який буде перенесений на папір в процесі друку. Крім того, у бункер вбудований активатор тонера (Toner AgitatorBar) - дротяна рамка, призначена для перемішування тонера. • Пломба, чека (Seal). У новому (або регенерованому) картриджі тонерний бункер запечатаний спеціальної пломбою, яка запобігає розсип тонера при транспортуванні картриджа. Перед початком експлуатації ця пломба видаляється.

22. Laser Printing Process • Процес лазерного принтера включає в себе шість етапів для друку інформації на одному аркуші паперу: кондиціювання запис очистка передача тонера перенесення на папір закріплення

23. Laser Printing Process

24. Laser Printing Process • очистка- після того, як зображення було нанесено на папір, а барабан відокремився від паперу, з нього необхідно видалити решту фарбу • кондиціювання - видалення старого прихованого зображення з барабана та підготовку барабана до формування нового прихованого зображення. Кондиціювання виконується шляхом розміщення спеціального дроту, сітки або ролика, який отримує негативний заряд близько 600 В постійного струму, рівномірно по поверхні барабана. Заряджений дріт або сітка називається первинної короною. Ролик називається роликом кондиціонування. • запис - процес запису включає в себе сканування фоточутливого барабана лазерним променем. На кожній дільниці барабана, що піддаються впливу світла, поверхневий заряд зменшується до величини близько 100 Вольт постійного струму. У результаті негативний заряд стає більш низьким порівняно з залишилася частиною барабана. У міру обертання барабана на ньому створюється приховане невидиме зображення.

25. Laser Printing Process • передача тонера - на приховане зображення на барабані подається фарба. Фарба являє собою комбінацію негативно заряджених частинок. Керуюче лезо утримує фарбу на мікроскопічному відстані від барабана. Потім фарба переміщується від керуючого леза на приховане зображення на барабані з більш позитивним зарядом. • перенесення на папір - фарба, передана на приховане зображення, переноситься на папір. На етапі переносу, або вторинного короніровання, на папір наноситься позитивний заряд. У зв'язку з тим, що барабан заряджений негативно, фарба з барабана притягається до паперу. Зображення переноситься на папір і утримується на місці позитивним зарядом.

26. Laser Printing Process

27. Laser Printing Process • закріплення - фарба рівномірно наплавляється на папір. папір прокочується між нагрітим роликом і притискним роликом. У міру проходження папери через нагрітий ролик і притискний ролик фарба розплавляється і прикріплюється до волокон паперу. Потім папір подається у вихідний лоток і приймає вид роздрукованої сторінки.

28. Laser Printing Process • Після відправлення документа на друк, у картриджі лазерного принтера відбуваються наступні процеси: • Зарядка барабана. Вал первинного заряду (PCR) рівномірно передає на поверхню обертового барабана негативний заряд (Рис.5). • Експонування.(Рис. 6) Негативно заряджена поверхню барабана експонується лазерним променем тільки в тих місцях, на які буде завдано тонер. Під дією світла, фоточутливі поверхню барабана частково втрачає негативний заряд. Таким чином, лазер експонує на барабан приховане зображення у вигляді точок з ослабленим негативним зарядом.

29. Laser Printing Process • Нанесення тонера (рис. 7). На цьому етапі приховане зображення на барабані за допомогою тонера перетворюється у видиме зображення, яке буде перенесено на папір. Тонер, що знаходиться поблизу магнітного валу, притягується до його поверхні під дією поля постійного магніту, з якого виготовлена серцевина валу. При обертанні магнітного валу тонер проходить крізь вузьку щілину, утворену «доктором» і валом. У результаті він набуває негативний заряд і прилипає до тих дільницях барабана, які були експоновані. «Доктор» забезпечує рівномірність нанесення тонера на магнітний вал. • Перенесення тонера на папір (рис. 8). Продовжуючи обертатися, барабан з виявленим зображенням стикається з папером. Зі зворотного боку папір притискається до валу Transfer Roller, що несе позитивний заряд. В результаті негативно заряджені частинки тонера притягуються до паперу, на якій виходить зображення, «насипані» тонером.

30. Laser Printing Process • Закріплення зображення (рис. 9). Аркуш паперу з незакріпленим зображенням переміщається до механізму закріплення, що представляє собою два дотичних вали, між якими протягається папір. Нижній вал (Lower Pressure Roller) притискає її до верхнього валу (Upper Fuser Roller). Верхній вал нагрітий, і при зіткненні з ним частки тонера розплавляються і закріплюються на папері. • Очищення барабана (рис. 10). Деяка кількість тонера не переноситься на папір і залишається на барабані, тому його необхідно очистити. Цю функцію виконує «Вайпер». Весь тонер, що залишився на барабані, зчищається в бункер для відпрацьованого тонера. При цьому Recovery Blade закриває область між барабаном і бункером, не дозволяючи тонеру потрапляти на папір.

31. Laser Printing Process

34. WARNING • Обмотка корони, сітка, або ролик, можуть бути дуже небезпечні • Напруга працює як висока якість –6000 вольт. • Тільки сертифіковані техніки має працювати на апараті. • Перед початком ремонту лазерного принтера, ви повинні переконатися, що напруга правильно вимкнена.

35. Impact Printers • Impact printers.У принтерах ударної дії є друкувальні головки, які вдаряються про фарбувальну стрічку, за рахунок чого робиться відбиток символів на папері. • Переваги принтера ударної дії: • використання недорогих витратних матеріалів; використання безперервної подачі паперу; можливість друку декількох машинописних копій(“carbon copies”). • Недоліки (Disadvantages): • - шум; - низька роздільна здатність графіки; - обмежена передача кольору; - повільна преса, як правило, в діапазоні від 32 до 76 символів у секунду characters per second (cps)

36. Impact Printers • Пелюсткові принтери (daisy-wheel printer). На пелюстковому літероносієві представлені букви, цифри та спеціальні символи. Літероносій обертається до тих пір, поки потрібний символ не опиниться на своєму місці, де електромеханічний молоток проштовхує його на фарбувальну стрічку. Завдяки цьому символ залишає на ній відповідний відбиток. • Принтер міг друкувати до 1400 рядків у хвилину по 132 знака на рядок (це приблизно 23 сторінки в хвилину! 3 секунди на сторінку !!!). • Інженерам вдалося домогтися відносної надійності і швидкості своїх пристроїв, але в них залишилися головні недоліки: пелюсткові принтери не могли друкувати графіку, видавали сильний шум при роботі, і надійність як і раніше залишала бажати кращого.

37. Impact Printers • Матричний принтер (dot-matrix printer) подібний пелюстковому за винятком того, що замість літероносія з символами в ньому є друкарська головка, що містить контакти, оточені електромагнітами. При подачі електроенергії контакти виштовхуються на фарбувальну стрічку, за рахунок чого на папері відтворюється символ. • Кількість контактів на друкуючої голівці (від 9 до 24) визначає якість друку. Найвища якість друку, яку можна отримати при використанні матричного принтера, називають "майже машинописною якістю" (NLQ - Near Letter Quality).

38. Impact Printers • Автором першого матричного принтера стала корпорація Seiko Epson, яка розробила в 1964 році принтерний механізм, що друкує точний час. Однак найбільшим виробником подібних принтерів в 70-х роках стала корпорація Centronics Data Computer. У 1970 році вони розробили матричний принтер, що отримав назву Model 101. Для друку в ньому використовувався набір з 7 голок (кожен символ мав розмір 5х7 крапок, тому принтери і стали називатися матричні), і він умів друкувати зі швидкістю 165 символів за хвилину. • До наших часів технологія дійшла майже не змінившись. Ми кожен день стикаємся з нею, коли в магазині друкують касовий чек. Вся справа в тому, що друк на матричному принтері дуже дешевий, тому не поспішає залишати нас.

39. Inkjet Printers • Струменеві принтери прості у використанні й недорогі в порівнянні з лазерними принтерами. Якість друку струменевого принтера вимірюється в кількості крапок на дюйм (dpi). Чим вище значення dpi, тим більше деталізованим виходить зображення. • У струменевих принтерах використовуються чорнильні картриджі, які розпилюють чорнила на сторінку через дрібні отвори. Ці дрібні отвори називаються дюзами (nozzles). • Існує два типи дюз: • Thermal.На камери підігріву, розташовані навколо дюз, подається електричний імпульс. За рахунок цього в камері створюється бульбашка пара. Під дією пари чорнило проходять через дюзу на папір. • Piezoelectric.Умісткості для чорнила, розташованої позаду кожної дюзи, є п'єзоелектричні кристали. При подачі заряду на кристал він починає вібрувати. Вібрація кристала управляє потоком чорнила, що подаються на папір.

40. Inkjet Printer Components

41. Inkjet Printer Components • переваги струменевого принтера:- низька вартість;- висока роздільна здатність;- швидкий розігрів. • недоліки струменевого принтера: - дюзи схильні до закупорювання;- чорнильні картриджі коштують дорого;- після завершення друку чорнила залишаються вологими. • В 1976 році IBM представила перший струменевий принтер - модель 6640, що встановив нові стандарти друку. Рік по тому Siemens представила струменевий принтер для персональних комп'ютерів. А в 1978 році Canon оголосила про розробку технології BubbleJet. Трохи пізніше Hewlett-Packard заявляє про свій метод друку - Drop-On-Demand. Але технологія від HP була реалізована в принтері тільки в 1984 році, коли компанія представила пристрої серії ThinkJet, які швидко завоювали ринок.

42. Inkjet Printer Components

43. Solid-ink Printers У принтерах з твердим барвником використовуються тверді бруски чорнил, а не тонер або чорнильні картриджі. Принтери з твердим барвником дають високоякісні зображення. Бруски барвника не токсичні і безпечні у використанні. У принтерах з твердим барвником бруски чорнила плавляться, і чорнило проходять через дюзи. Чорнило напилюється на барабан. Барабан переносить чорнило на папір. • Переваги: • створення "живих" кольорових відбитків;простота використання;можливість використання паперу різних типів. • Недоліки: • висока ціна;дорогі чорнила;повільний розігрів.

44. Thermal Printers - принтери з термопереносом барвника • В таких принтерах використовуються хімічно оброблений папір. При нагріванні термопапір чорніє. Розмір більшості друкованих головок принтерів з термопереносом барвника співпадає з шириною паперу. Щоб на папері виник відбиток, області друкувальних головок нагріваються. Папір випускається у вигляді рулонів. • Більш довговічні внаслідок дуже малої кількості рухомих компонентів. • Disadvantages:- дорогий папір;- маленький термін зберігання паперу;- погана якість зображень;- папір необхідно зберігати при кімнатній температурі.

45. Dye-Sublimation Printers • Загальним для сублімації і термовоскової технологій є нагрівання барвника й перенесення його на папір (плівку) в рідкому або газоподібному фазі. Багатокольоровий барвник, як правило, нанесений на тонку лавсанових плівку товщиною 5 мкм. Плівка переміщається за допомогою стрічкопротяжного механізму, який конструктивно схожий на аналогічний вузол голчастого принтера. Матриця нагрівальних елементів за 3 - 4 проходу формує кольорове зображення. Відмінність термовоскового друку від сублімації полягає в тому, що в першому випадку плівка покрита воскоподібна мастикою, а в другому - спеціальним барвником. Термовоскові принтери переносять барвник, розчинений у воску, на папір, нагріваючи стрічку з кольоровим воском. Як правило, для подібних принтерів необхідний папір зі спеціальним покриттям. Термовоскові принтери зазвичай використовуються для друку ділової графіки. При друкці за принципом сублімації здійснюється переведення барвника в газоподібний стан шляхом нагрівання стрічки. Цей газ потім поглинається полістирольних покриттям спеціального паперу. Дифузійне перенесення барвника забезпечує отримання високоякісного кольорового зображення без видимих тональних переходів.

48. Installation and Configuration of Printers При купівлі принтера, установка і настроювання, як правило, поставляються заводом-виробником: • Установочний компакт-диск, який включає драйвери, керівництва та діагностичне програмне забезпечення. • Також можна завантажити з сайту виробника.

49. How to Set Up a Printer

50. Power and Connect the Printer • Після розпаковування принтера і його встановлення підключіть його до комп'ютера, мережі або сервера друку, а потім увімкніть в мережу електроживлення. Попередження. Ніколи не використовуйте принтер в ДБЖ. Стрибок напруги, що виникає при включенні принтера, зашкодить модуль ДБЖ.